انكسار الصوت

Refraction of sound

عند سقوط الموجات الصوتية من وسط إلى آخر يختلف عنه في الكثافة فانه يغير مساره وينحرف

           قوانين الانكسار

القانون الأول

حيث سرعة الصوت في الوسط الأول = V₁

سرعة الصوت في الوسط الثاني  = V₂  

         _{زاوية السقوط في الوسط الأول    φ}

_{زاوية السقوط  في الوسط الثاني}      

القانون الثاني

_{الشعاع الساقط و الشعاع المنكسر والعمود المقام تقع في مستوى واحد عمودي على     السطح الفاصل}

تزداد سرعة الموجات الصوتية عندما تكون بنفس اتجاه الرياح؟لان سرعة مقدمة الموجة اكبر من سرعة الجزء السفلي أي يحدث للموجات انكسار نحو الاسفل 

تقل سرعة الموجات الصوتية اذا كانت في عكس اتجاه

 الرياح؟لان سرعة مقدمة الموجة اقل من سرعة الجزء

 السفلي لها أي يحدث للموجات انكسار نحو الاسفل

في الايام الدافئة يسمع الصوت لمسافات قصيرة ؟لان حرارة

 الطبقات السفلى اكبر من حرارة الطبقات العليا فتنكسر

 موجات الصوت نحو الاعلى

في الايام الباردة يسمع الصوت لمسافات طويلة ؟لان حرارة

 الطبقات السفلى اقل من حرارة الطبقات العليا فتنكسر 

موجات الصوت نحو الاسفل

ظاهرة انعكاس الصوت

   انعكاس الصوت :هو ارتداد الموجات الصوتية عندما تقابل سطحا عاكسا

ينعكس الصوت على الأسطح الصلبة وعندما يعاد سماعه مرة ثانية تسمى ظاهرة انعكاس الصوت:الصدى                                     

                             الصدى                        

الصدى : هو تكرارللصوت الاصلي نتيجة الانعكاس

الاحساس بالصوت في الاذن البشريه هو (0.1) ثانية أي ان الصوت اذا انعكس قبل مضيء (0.1)ثانية لاتستطيع الاذن ان تميز بين الصوت الاصلي والصوت المنعكس, يحدث الصدى اذا كانت المسافة بين المصدر والحاجز اكثر من 17م واذا كانت اقل يحدث الدوي. 

(بما أن سرعة الصوت = 340 م / ث

إذا المسافة = 0.1 × 340 / 2 = 17 ذهابا وإيابا)

انعكاس الموجات الصوتيه

 عند سقوط الموجات الصوتية على شكل تضاغطات وتخلخلات كرويه متعاقبة على

 سطح عاكس فانها ترتد على شكل كرات متحدة المركز يكون مركزها خلف الحاجز

أي ان السطح العاكس يكون بالمنتصف بين المصدر الاصلي للموجات(م1) ومركز 

الموجات المنعكسه(م2).

قانونا الانعكاس

الاول:زاوية السقوط = زاوية الانعكاس

 الثاني:الشعاع الصوتي الساقط والشعاع الصوتي المنعكس والعمود المقام من نقطة السقوط تقع جميعا في مستوى واحد عموديا على السطح العاكس

تعريف

الشعاع الصوتي : هو المستقيم الذي يدل على اتجاه انتشار الموجات الصوتية

_{ظاهرة التداخل}

_{التداخل:}

_{هو ظاهرة موجية تنشأ من تراكب حركتين موجيتين أو أكثر متساويتين في الترد والسعة ينتج عنها تقوية للصوت في مواضع تسمى تداخل بناء وضعف أو انعدام في الشدة في مواضع تسمى تداخل هدام}

_{شروط حدوث التداخل}

_{1-أن يكون للموجتين نفس التردد والسعة}

_{2-أن يكون خط انتشار الموجتين واحدا أو بينهما زاوية صغيرة جدا}

_{التداخل البناء:يتقابل تضاغط من المصدر الأول مع تضاغط من المصدر الثاني أو تقابل تخلخل مع تخلخل}

الشرط أن يكون الفرق في المسير= λm   حيث m=0,1,2

_{التداخل الهدام : يتقابل تضاغط من المصدر الأول مع تخلخل من المصدر الثاني}  

الشرط أن يكون الفرق في المسير=((1/2)+ λm)

مثال للتطبيق والحل:

كم يجب ان يكون البعد(ع)لكي يصبح تداخل بناء عند الشخص ,علماً بإن؟ f = 200 Hz         v = 343 m/s l = v / f = 343/200 = 1.7 m            شرط التداخل البناء Condition for constructive inteference و-ع=λ

و-ع= λ .................(1)

و=ع+ λ .................(2)

و²=(3)²+ع²...........(3)

(ع+ λ)²=9+ع²........(4)

2ع λ+( λ)²=9.......(5)

ع=(9- λ²)/2 λ.........(6)

ع=(9- (1.7)²)/2(1.7)............

ع=1.8م

ظاهرة حيود الصوت

الحيود :: هو تغير في مسار الموجة أو انحناؤها عند مرورها في فتحة ضيقة بالنسبة لطولها الموجي

(أي عند مرورها بحافة حادة في نفس الوسط أو عندما تكون ابعادالفتحه مقاربه للطول الموجي)

تفسير الحيود

عند سقوط الموجات الصوتية على حاجز به ثقب اتساعه أقل من الطول الموجي للصوت نجد أن الموجات الساقطه على الحاجز عدا الثقب والحافه تمتص او تنعكس ولكن عند الثقب يحدث اضطراب يسبب انتشار الموجات الصوتيه خلف الحاجز في مخروط او مروحه وهذا يفسر سماع صوت شخص خلف الحاجز

ظاهرة امتصاص الصوت
 ظاهرة امتصاص الصوتabsorption
عندما يصطدم الصوت بأي سطح فان جزءا منه ينتقل عبره و الجزء الآخر يمتص داخله والجزء الباقي ينعكس عليه وعادة ما تحدث الحالات الثلاث وفيما يختص بالجزء الممتص فان جزءا منه يتحول إلي صور أخري من صور الطاقة غالبا ما تكون حرارة بينما ينفذ الجزء الباقي منه إلي الجانب الآخر من السطح ويتوقف انتقال الصوت إلي الجانب الآخر للسطح على معامل نفاذ الصوت خلال المادة sound transmission coefficient

الدور الأساسي لظاهرة الامتصاص :ـ ـتستخدم ظاهرة الامتصاص فى تقليل الضجيج وذلك بالتحكم فى زمن الارتداد ومعالجة بعض العيوب الصوتية مثل الصدى وذلك بامتصاص الطاقة الصوتية وتحويلها إلي طاقة حرارية أو طاقة ميكانيكية "ذبذبات " وعلي سبيل المثال فان الطاقة الصوتية لمقدار 130 ديسيبل إذا تحولت إلي طاقة حرارية يكون مقدارها حوالي 0.001واط وهو مقدار بسيط جدا لا يكاد تأثيره يظهر
وبالتالي فان امتصاص الصوت يلعب دورا هاما في تشكيل البيئة الصوتية ومعالجتها فى الفراغات المغلقة 
بالمواد الماصة للصوت sound absorbing materials 
عندما يصطدم الصوت بأي سطح فان جزءا منه ينتقل عبره و الجزء الآخر يمتص داخله والجزء الباقي ينعكس عليه وعادة ما تحدث الحالات الثلاث 
وجميع المواد تمتص الصوت بدرجات متفاوتة وكل سطح وكل عنصر داخل غرفة 
سوف يمتص الصوت بدرجة ما ،فالعناصر الصلبة الملساء والزجاج تمتص الصوت بدرجة تقل كثيرا عن المواد الرخوة المسامية أو الليفية (المكونة من ألياف )كالسجاد أو الستائر والأفراد ويلاحظ أيضا أن بعض المواد تستخدم أحيانا فى غرض العزل إلا انه ينبغي التفريق بين الامتصاص والعزل كخاصتين مستقلتين ومن الأمثلة التي توضح الفرق بين العزل والامتصاص أن الشباك المفتوح ماص جيد (100%امتصاص)وفى نفس الوقت عازل ردئ (100% نفاذ) 

يتم امتصاص الطاقة الصوتية بطريقتين 
الأولى :ـ من خلال الاحتكاك (friction) 
وتحدث عند تسرب الطاقة الصوتية إلي المسام والشقوق الرفيعة داخل المواد المسامية والليفية فتعمل جزيئات الهواء الموجودة داخل هذه المسام علي منع الموجات الصوتية من إكمال دورتها من التضاغط والتخلل ,و تتحول الطاقة التي تفقد بالاحتكاك إلي حرارة وتعتمد معظم المواد المستخدمة لأغراض امتصاص الصوت في عملها علي هذه الطريقة... 
الثانية :ـ من خلال الرنين (resonance )
, وتحدث عند إجبار الأنظمة الجاسئة ـ غير تامة الصلابة ـ علي التذبذب بسبب اصطدام الطاقة الصوتية بها , وتقوم هذه الأنظمة بامتصاص وتبديد الطاقة إذا كانت ذبذبتها الطبيعية مساوية لذبذبة الموجة الصوتية المصطدمة , ولا تستخدم هذه الطريقة في الامتصاص إلا في عدد قليل من المنتجات ، غير أن مواد البناء العادية ـ كالخشب والزجاج والألواح الجبسية ....توضع في حالة الرنين (تذبذب)إذا لم يتم تثبيتها بإحكام فتمتص الصوت بهذه الطريقة